Сергей вырос в семье поэта и актера Евгения Супонева и пианистки Галины Куликовой. После развода Галина вышла замуж за кларнетиста Вячеслава Перова и подарила ему дочку Лену, которую в дальнейшем публика узнала по участию в группе «Лицей». Хотя разница в возрасте с сестрой составляла целых 13 лет, ведущий и певица прекрасно ладили, особенно в последние годы жизни автора «Зова джунглей».
Сергей был женат дважды. С тележурналисткой Валерией он расписался в начале 80-х, но вскоре после рождения общего ребенка супруги расстались. Причины развода пара не разглашала, но главное, что телеведущий безумно переживал за дальнейшие отношения с сыном Кириллом. Поговаривали, что проект «Возможно все» Супонев создал как раз для того, чтобы сблизиться с наследником.
История любви Супонева со второй супругой походила на сказку, ведь еще девочкой Ольга восхищалась образом Сергея, смотря его передачи. Окончив школу, девушка устроилась актрисой в труппу Театра сатиры и неожиданно выяснила, что мама Сергея играет в местном оркестре. Поклонница решила регулярно передавать кумиру «приветы» через родительницу.
В итоге ведущий сделал шаг к личному знакомству, которое вылилось не только в бурный роман, но и в свадьбу. У супругов родилась чудесная дочка Полина. Вот только узнать папу девочка так и не успела…